Ядерна зброя, її уразливі фактори. Зони зараження і осередок ядерного ураження

План

Тема: Прогнозування обстановки та планування заходів захисту в зонах радіоактивного, хімічного і біологічного зараження.

Лекція 4.3.

Питання для контролю

Пожежі та вибухи.

Вибуху та їх наслідки – пожежі, виникають на об'єктах, які виробляють вибухонебезпечні та хімічні речовини. При горінні багатьох матеріалів утворюються високотоксичні речовини, від дії яких люди гинуть частіше; ніж від вогню. Раніше при пожежах виділявся переважно чадний газ. Але в останні десятиріччя горить багато речовин штучного походження: полістирол, поліуретан, вініл, нейлон, поролон.

Найбільш вибухо- та пожежонебезпечні суміші з повітрям утворюються при витоку газоподібних та зріджених вуглеводних продуктів метану, пропану, бутану, етилену, пропилену тощо.

В останнє десятиріччя від третини до половини всіх аварій на виробництві пов'язано з вибухами технологічних систем та обладнання: реактори, ємності, трубопроводи тощо. Пожежі на підприємствах можуть виникати також внаслідок ушкодження електропроводки та машин, які перебувають під напругою, опалювальних систем.

Більше 63% пожеж у промисловості обумовлено помилками людей або їх некомпетентністю. Коли підприємство скорочує штати й бюджет аварійних служб, знижується ефективність їх функціонування, різко зростає ризик виникнення пожеж та вибухів, а також рівень людських та матеріальних втрат.

Підводячи підсумки, бачимо, що внаслідок техногенних аварій і катастроф виникають надзвичайні ситуації, що призводить до соціально-екологічних і економічних втрат, виникає необхідність захисту людей від дії небезпечних факторів, проведення евакуаційних (заходів, рятувальних та інших невідкладних робіт.

1. Охарактеризуйте НС природного характеру за геологічним походженням.

2. Розкрийте сутність поняття стихійні лиха.

3. Дайте визначення небезпечним природнім явищам.

4. Дайте визначення надзвичайної ситуації техногенного характеру.

5. Охарактеризуйте НС природного характеру гідрологічного походження.

6. Охарактеризуйте стихійні пожежі.

7. Дайте визначення надзвичайної ситуації природного характеру.

8. Дайте визначення надзвичайної ситуації соціально-політичного характеру.

9. Дайте визначення надзвичайної ситуації місцевого рівня.

10. Дайте оцінку НС, що викликані епідеміями.

(Характеристика осередків ядерного, хімічного і біологічного ураження.)

1. Ядерна зброя, її уразливі фактори. Зони зараження і осередок ядерного ураження.

2.Зони зараження і осередки хімічного і біологічного ураження.

3. Превентивні заходи щодо зниження масштабів впливу факторів ядерного хімічного і біологічного ураження.

Мета заняття: ознайомити студентів з основами ядерної фізики. Вивчити уразливі фактори ядерної зброї, характеристику ядерного ураження і зони радіаційного зараження при ядерному вибусі. та зони радіаційного забруднення при аваріях на АЕС. Підготовити студентів до самостійної оцінки радіаційної обстановки при використанні ядерної зброї і при аваріях на АЕС.

Література:

М.І. Стеблюк “Цивільна оборона”, 2003 р. друге видання, доповнене – доповнення.

Шоботов В.М. “Цивільна оборона: Навчальний посібник – К, 2004 р.

Атом є найменшою частинкою хімічного елемента. Кожний хімічний елемент складається з атомів. Атоми відрізняються один від одного масами і розмірами. Атом має складну будову. В центрі нього знаходиться ядро, навколо ядра обертаються електрони. Ядра атомів, у свою чергу, складаються з протонів і нейтронів. Число про­тонів характеризує хімічні властивості елемента і є його атомним номером, а сумарне число протонів і нейтронів в ядрі становить ма­сове число елементів. Елементи, які мають різні масові числа при одному і тому ж атомному номері, називають ізотопами.

Між протонами, що входять до складу ядра, діють епекричні сили відштовхування. Але, крім того, між всіма елементарними ядерни­ми частинками (протонами і нейтронами) діють ядерні сили зчеп­лення, які обумовлюють стійкі ядра. Менш стійкі ядра хімічних еле­ментів за певних умов, можуть перетворюватися у більш стійкі ядра інших хімічних елементів.

Енергія, яка звільнюється при ядерних перетвореннях, називаєть­ся атомною, а точніше, внутрішньоядерною.

Відомо три шляхи звільнення атомної енергії: радіоактивний роз­пад ядер, поділ важких ядер і сполучення легких ядер атомів у більш важкі.

Радіоактивний розпад ядер супроводжується виділенням внутріш­ньої енергії радіоактивним випромінюванням, тобто випусканням у навколишнє середовище альфа-, бета- і гамма-променів.

Альфа-промені – це потік позитивно заряджених частинок, які являють собою ядра атомів гелію. З ядра, що зазнає радіоактивного розпаду, ці частинки викидаються зі швидкістю, яка досягає 20 тис. км/с. У повітрі альфа-частинки проходять шлях у кілька санти­метрів.

Бета-промені – це потік негативно заряджених частинок – елек­тронів, що випускаються ядрами атомів. Бета-частинки викидають­ся з ядра радіоактивного атома з різними швидкостями. При цьому швидкість деяких електронів досягає швидкості світла. У повітрі вони проходять шлях у кілька метрів.

Гамма-промені, подібно до рентгенівського проміння, являють со­бою короткохвильове електромагнітне випромінювання і поширю­ються зі швидкістю світла. У повітрі гамма-промені поширюються на сотні метрів.

Кожному радіоактивному ізотопу властива певна швидкість розпаду. Одиницею вимірювання швидкості радіоактивного розпаду є, так званий період напіврозпа­ду, тобто час, протягом якого половина атомів будь-якої кількості радіоактивної речовини зазнає розпаду.

Радіоактивний розпад – це внутрішньоядерні перетворення, що ведуть до зміни числа протонів у ядрі.

Довжина пробігу альфа-частинок у повітрі не перевищує кількох сантиметрів, у рідких і твердих тілах набагато більше. Пробіг, наприклад, у металах менше 0,01 мм. Одяг людини поглинає альфа-частинки повністю, навіть листок паперу затримує їх.

Незважаючи на незначну проникаючу здатність альфа-частинок, цей вид випромінювання дуже небезпечний для живого організму, оскільки, потрапляючи в організм через органи дихання або з їжею чи водою, уражає тканини.

Бета-частинки мають значно більшу проникаючу здатність, ніж аль­фа-частинки, але вони можуть бути затримані підошвою взуття, вікон­ним склом і будь-якими металевими пластинами товщиною кілька міліметрів. У живих тканинах максимальний пробіг бета-частинок не перебільшує 1,5 см. Основна частина радіоактивних продуктів, які Утворюються під час ядерного вибуху, також є бета-активними.

Гамма-промені – це кванти енергії, які випромінюються ядрами атомів. Цей вид випромінювання має найбільшу проникаючу здатність, а іонізуюча здатність гамма-променів у сотні разів менша, ніж у бета-частинок. У повітрі на шляху в 1 см утворюється лише кілька пар іонів. Проникаюча здатність гамма-променів значно більша, ніж бета-і альфа-променів. У повітрі гамма-промені можуть пройти декілька сотень метрів.

За характером реакції одержання енергії ядерна зброя поділяється на ядерну, термоядерну і комбіновану.

В ядерних боєприпасах застосовується реакція поділу ядер важ­ких елементів – урану-235, плутонію-239, урану-233, які легко поділяються при захваті нейтронів будь-якої енергії, але особливо інтен­сивно тепловими.

У термоядерній зброї застосовуються ядерні реакції, які відбува­ються одна за одною: поділ ядер урану-235 або плутонію-239 і з'єднан­ня ядер більш легких елементів у ядра атомів більш важких. Для здійснення реакції синтезу як термоядерне паливо застосовують ізото­пи водню: важкий водень – дейтерій, надважкий – тритій і з'єднан­ня дейтерію і літію – дейтерит літію.

Висока температура, необхідна для підтримання реакції синтезу ядер дейтерію і тритію, утворюється за рахунок реакції поділу ура­ну-235 або плутонію-239. Таким чином, звичайний ядерний заряд є запалом у термоядерному боєприпасі. У зв'язку з цим говорять, що термоядерний.заряд ґрунтується на принципі "ділення – синтез".

У комбінованих боєприпасах застосовують три ядерних реакції, які проходять одна за одною: поділ ядер урану-235 або плутонію-239, з'єднання атомів легких елементів поділ ядер урану-238, тобто дія заряду заснована на принципі "ділення – синтез – ділення".

При ядерному вибуху виникають слідуючи уразливі фактори:

а).Ударна хвиля – це ділянка сильного стиснення повітря, розігрі­того до декількох мільйонів градусів, що поширюється з надзвуко­вою швидкістю (335 м/с) в усі сторони від центру вибуху.

Джерелом виникнення ударної хвилі є високий тиск у центрі вибуху, що досягає 105 млрд Па.

Вона складається із зони стиснення (де тиск вище атмосферного) і зони розрідження (тиск нижче атмосферного). Уражаюча дія ударної хвилі визначається двома параметрами: надмірним тиском DР_Ф і швидкісним напором DР_шв повітря.

Надмірний тиск – (DР_Ф) – це різниця між нормальним атмос­ферним тиском перед фронтом хвилі й максимальним тиском у фронті ударної хвилі Р₀, тобто DР_Ф = Р_ф - Р₀.

Одиницею надмірного тиску в системі СІ є паскаль (Па), несистем­на одиниця кгс/см², 1 кгс/см² = 9,80665 × 10⁴ Па = 100 кПа.

Швидкісний напір тиску (DР_Ф) – це динамічне навантаження, яке створюється потоком повітря. Так само, як і надмірний тиск, швидкісний напір вимірюється в паскалях (Па).

Тривалість дії ударної хвилі t_уд – вимірюється секундами. Ця величина залежить від потужності вибуху q. Зі збільшенням по­тужності вибуху, час дії стискання збільшується і тим сильніша її уражаюча сила.

Ударна хвиля викликає ураження в результаті дії надмірного тиску, швидкісного напору повітря, вона миттєво охоплює людину з усіх боків.

При зіткненні фронту ударної хвилі з людиною чи твариною на тіло діє великий тиск і це відчувається як удар. Цей удар створює хвилю стискання, яка поширюється в тканинах і органах з великою швидкістю до 1500 м/с. Тканини й органи не встигають відреагувати (змінити форму, стиснутися або розширитися), тому на деякі з них діє тиск, який значно більший, ніж вони можуть витримати і, звичайно, відбуваються пошкодження органів. Ступінь пошкоджен­ня тканин і органів залежить від тиску ударної хвилі, швидкості її поширення. Особливо сильно пошкоджуються органи, наповнені га­зами (легені, кишечник), кров'ю (печінка, селезінка, великі судини) і ті, які мають порожнини і наповнені рідинами (жовчний міхур, шлу­нок, сечовий міхур). При дії вибухової хвилі проходить сильне стис­кання, а потім дуже швидке розширення повітря, яке знаходиться в органах, що призводить до розриву значної кількості тканин.

Таким чином, пошкоджуються головний і спинний мозок, але частіше і сильніше пошкоджуються легені.

Залежно від надмірного тиску і швидкісного напору повітря ви­никають різні пошкодження у людей і тварин, які за складністю ураження поділяються на легкі, середні і дуже важкі.

Легкі травми виникають при надмірному тиску 20-40 кПа (0,2-0,4 кгс/см²) і характеризуються вивихами, тимчасовим пошкоджен­ням слуху, контузією.

Середні травми виникають при надмірному тиску 40- 60 кПа (0,4-0,6 кгс/см²) і виявляються в контузії, пошкодженні органів слуху, вивихах кінцівок, кровотечі з носа і вух, розривах барабанних перетинок,

Важкі травми виникають при надмірному тиску 60-100 кПа (0,6-1 кгс/см²) і характеризуються важкими контузіями, перелома­ми кінцівок, часто відкритими, сильними кровотечами з носа і вух.

Дуже важкі травми виникають при надмірному тиску понад 100 кПа (більше 1 кгс/см²). Для них характерні переломи кісток, розриви внутрішніх органів (печінки, селезінки, нирок, легенів та інших), відкриті переломи кінцівок, струси мозку, переломи хребта.

Територія, на якій під впливом уражаючих факторів ядерного вибуху виникли руйнування будівель і споруд, пожежі, радіоактивне забруднення місцевості й ураження людей і тварин, називається осе­редком ядерного ураження.

Зовнішньою межею ядерного ураження вважається умовна лінія на місцевості, де надмірний тиск повітряної ударної хвилі 10 кПа.

З метою визначення характеру руйнувань і встановлення обсягу рятувальних та інших невідкладних робіт залежно від надмірного тиску у фронті ударної хвилі осередок ядерного ураження умовно поділяють на чотири зони.

Зона повних руйнувань характеризується надмірним тиском 50 кПа і руйнуванням або сильною деформацією всіх несучих кон­струкцій і елементів споруди, утворенням суцільних завалів. Підземні (підвальні) частини споруд значно менше руйнуються. Повністю 1 руйнуються житлові, тваринницькі та інші виробничі споруди, про-1 тирадіаційні укриття (ПРУ), герметичні сховища поблизу центру! вибуху. До 75 % герметичних сховищ і до 90 % підземних комунально-енергетичних мереж зберігаються.

Зона сильних руйнувань має надмірний тиск від 50 до 30 кПа. Руйнування виникають при надмірному тиску: багатоповерхових будинків – 25-30 кПа, малоповерхових будівель – 25–35 кПа, споруд виробничого типу – 30-50 кПа. Деформується більша частина несучих конструкцій. Можуть залишатися частково стіни і перекриття нижніх поверхів. Утворюються завали.

У зоні середніх руйнувань більшість несучих конструкцій зберігається, лише частково деформується. Зберігається основна частина і стін з можливими тріщинами в зовнішніх стінах і провалами в окре­мих місцях, але при цьому другорядні та частина несучих конструкцій можуть бути зруйновані повністю. Герметичні сховища і частина ПРУ не пошкоджуються. Середніх руйнувань зазнають багатоповерхові спо­руди при надмірному тиску 10-20 кПа, малоповерхові будівлі – 15-25 кПа, виробничі споруди – 20-30 кПа. На комунально-енергетичній мережі деформуються і руйнуються окремі опори повітряних ліній електропередачі, пошкоджуються технологічні трубопроводи.

У зоні слабких руйнувань руйнуються вікна, двері, легкі перего­родки, з'являються тріщини, в основному в стінах верхніх поверхів. Підвали й нижні поверхи зберігаються. Незначні руйнування і по­шкодження на комунально-енергетичній мережі.

б). Світлове випромінювання ядерного вибуху – це потік променистої енергії, який включає ультрафіолетові, інфрачервоні й видимі промені. Джерелом світлового випромінювання є світна сфера, яка складається з повітря і розжарених продуктів вибуху. Зі збільшен­ням світної сфери (при повітряному вибуху), температура на її поверхні знижується. Коли така куля досягає максимальних розмірів (діаметром понад 200 м), температура на її поверхні дорівнює 8000-10000°С (температура на поверхні Сонця приблизно 6000°С).

Залежно від потужності ядерного вибуху світлове випромінюван­ня може тривати від кількох секунд до десятків секунд. При ядер­ному вибуху потужністю 20 кт світлове випромінювання триває 3 с, термоядерному в 1 Мт – 10 с, а потужністю 10 Мт – до 23 с.

Уражаюча дія світлового випромінювання визначається світло­вим імпульсом.

Світловий імпульс – це кількість світлової енергії, яка припа­дає на 1 м² (або на 1 см²) освітленої поверхні, розміщеної перпенди­кулярно поширенню випромінювань протягом всього часу існуван­ня світлового потоку ядерного вибуху. Світловий імпульс у системі СІ вимірюється в джоулях на квадратний метр (Дж/м²), несистемна одиниця вимірювання світлового імпульсу кал/см², 1 кал = 4,1868 Дж. Величина світлового імпульсу залежить від потужності та виду ядер­ного вибуху, відстані освітлювальної поверхні до місця вибуху і ат­мосферних умов.

Залежно від світлового імпульсу, який потрапляє на незахищені, відкриті ділянки шкіри, у людей виникають опіки, які поділяються на чотири ступеня:

– опіки першого ступеня – при світловому імпульсі 80-160 лДж/м² симптоми ураження шкіри такі: почервоніння, припухлість, болючість;

– опіки другого ступеня – при світловому імпульсі 160-400 кДж/м² на шкірі утворюються пухирі, наповнені рідиною, болючість;

– опіки третього ступеня – при світловому імпульсі 400-600 кДж/м² омертвіння шкіри, підшкірних тканин, утворення виразок;

– опіки четвертого ступеня – при світловому імпульсі понад 600 кДж/м² спостерігається обвуглювання тканин, омертвіння І підшкірної клітковини, м'язів і кісток.

Шкідлива дія світлового випромінювання і для органів зору. Від світлового спалаху виникає тимчасове засліплення, причиною якого є руйнування зорового пурпуру сітчастої оболонки. Тривалість засліп­лення вдень до 5 хв., вночі може бути значно більшою. Опіки рогівки і повік виникають на таких відстанях, як і опіки шкіри. Опіки очно­го дна виникають, якщо очі були звернені на спалах вибуху. Ура­ження може бути на великих відстанях від вибуху, під час вибуху потужністю 20 кт, прозорому повітрі вдень ураження настають на відстані до 60 км, при потужності 1 Мт – до 500 км.

Якщо під час спалаху ядерного вибуху очі закриті, ураження не відбувається. Такі ж ураження очей світлового випромінювання і у тварин. За тяжкістю опіки у тварин поділяються на чотири ступеня.

Опіки першого ступеня виникають при світловому імпульсі 80-240 кДж/м², вони характеризуються почервонінням, невеликою припухлістю, болючістю шкіри, на обпечених ділянках з'являється серозне випотівання, яке швидко засихає і утворюється темно-ко­ричневі кірочки.

Опіки другого ступеня з'являються при світловому імпульсі 240-480 кДж/м₂, вони характеризуються місцевим підвищенням темпе­ратури, болючістю уражених місць, пригніченим станом тварини.

Опіки третього ступеня виникають при світловому імпульсі 480-800 кДж/м². При таких опіках з'являється омертвіння шкіри і мож­ливе ураження більш глибоких тканин. Навколо омертвілої ділян­ки шкіра дуже припухає і болюча, спочатку виділяється серозне ви­потівання, пізніше, з розвитком інфекції, – гнійний ексудат.

Четвертий ступінь опіків виникає при світловому імпульсі 800-1000 кДж/м² і більше. Відкриті ділянки тіла обвуглюються.

Таким чином, світлове випромінювання – це небезпечний ура­жаючий фактор ядерного вибуху з великим радіусом дії, який може бути причиною великих пожеж населених пунктів, лісових масивів і полів, масового ураження людей і тварин.

в).Проникаюча радіація – це потік гамма-випромінювання ней­тронів, які утворюються під час ядерного вибуху внаслідок реакції й радіоактивного розпаду продуктів поділу. На проникаючу радіацію витрачається 3,5–4 % енергії вибуху. Тривалість проникаючої ра­діації не більше 10–15 с.

Основою уражаючої дії проникаючої радіації є потік гамма про­менів і нейтронів у зоні ядерного вибуху, які поширюються від цен­тру вибуху на усі боки і проходять відстань у сотні й тисячі метрів.

Характерною особливістю потоку гамма-променів і нейтронів є здатність їх проникати через значні товщі різних предметів і речо­вин. На відміну від ударної хвилі і світлового випромінювання, про­никаюча радіація є невидимим і безпосередньо невідчутним уражаю­чим фактором.

У повітрі гамма-промені поширюються на сотні метрів. Проте, проходячи через щільну перепону, це випромінювання послаблюєть­ся. Наприклад, гамма-випромінювання стає у два рази слабшим при проходженні через 1,8 см свинцю або 12–14 см ґрунту. Від влас­тивостей матеріалів і товщини захисного шару залежить ступінь ослаблення проникаючої радіації. Зниження інтенсивності гамма-променів і нейтронів характеризується шаром половинного ослаб­лення.

г).Радіоактивне забруднення є четвертим фактором, на який припа­дає близько 10 % енергії ядерного вибуху. Під час ядерного вибуху утворюється велика кількість радіоактивних речовин, які, осідаючи з димової хмари на поверхню землі, забруднюють повітря, місцевість, воду, а також всі предмети, що знаходяться на ній, споруди, лісові насадження, сільськогосподарські культури, урожай, незахищених людей і тварин.

Джерелами радіоактивного забруднення є радіоактивні продукти ядерного заряду, частина ядерного палива, яка не вступила в ланцю­гову реакцію, і штучні радіоактивні ізотопи.

Радіоактивні речовини, які випадають зі хмари ядерного вибуху на землю, утворюють радіоактивний слід. З рухом радіоактивної хмари і випаданням з неї радіоактивних речовин розмір забрудне­ної території поступово збільшується. Слід у плані має, як правило, форму еліпса, велику вісь якого називають віссю еліпса. Розміри сліду радіоактивної хмари залежать від характеру вибуху і швид­кості вітру, який є середнім за швидкістю і напрямком для всіх шарів атмосфери від поверхні землі до верхньої межі радіоактивної хмари. Слід може мати сотні й навіть тисячі кілометрів у довжину і кілька десятків кілометрів у ширину. Так, після вибуху водневої бом­би, проведеному США в 1954 р. у центральній частині Тихого океану на атолі Бікіні), забруднена територія мала форму еліпса, який про­стягнувся на 350 км за вітром і на 30 км проти вітру. Найбільша ширина смуги була майже 65 км. Загальна площа небезпечного за­бруднення досягла до 8 тис. км².

Під впливом різних напрямків і швидкостей вітру на різних ви­сотах у межах висоти піднімання хмари вибуху слід може набувати й іншої форми ніж еліпс. Забрудненість місцевості радіоактивними речовинами характеризується рівнем радіації і дозою випроміню­вання до повного розпаду радіоактивних речовин.

Радіоактивне забруднення місцевості в межах сліду нерівномір­не. Найбільше радіоактивних речовин випадає на осі сліду, від якої ступінь забруднення зменшується у напрямку до бокових меж, а та­кож від центру вибуху до кінця хмари.

Слід радіоактивної хмари радіоізотопів, які випали на землю, по­діляється на чотири зони забруднення (рис. 1).

Рис. 1. Слід радіоактивної хмари наземного ядерного вибуху з рівнями радіації через 1 год. після вибуху:

1 – напрямок середнього вітру; 2 – вісь сліду; А – зона помірного забруд­нення; Б – зона сильного забруднення; В – зона небезпечного забруднення; Г– зона надзвичайно небезпечного забруднення; L – довжина сліду; b– ширина сліду

Зона А – помірного забруднення, доза радіації на зовнішній межі за час повного розпаду радіоактивних речовин 40 Р, на внутрішній межі 400 Р. Еталонний рівень радіації через годину після вибуху на зовнішній межі зони – 8 Р/год. Площа цієї зони 78–80 % всієї території сліду.

Зона Б – сильного забруднення, зона радіації на зовнішній межі за час повного розпаду радіоактивних речовин 400 Р, а на внутрішній – 1200 Р. Еталонний рівень радіації через 1 год. вибуху на зовнішній межі зони 80 Р/год. Площа – 10–12 % площі радіоактивного сліду.

Зона В – небезпечного забруднення, доза радіації на зовнішній межі за час повного розпаду радіоактивних речовин 4000 Р. Еталонний рівень радіації через 1 год. після вибуху на зовнішній межі зони – 240 Р/год. Ця зона охоплює приблизно 8–10 % площі сліду хмари вибуху.

Зона Г – надзвичайно небезпечного забруднення, доза радіації на її зовнішній межі за період повного розпаду радіоактивних речовин 4000 Р, а всередині зони 7000 Р. Еталонний рівень радіації через 1 год. після вибуху на зовнішній межі зони 800 Р/год.

Рівні радіації на зовнішніх межах цих зон через 1 год. після вибуху становлять відповідно 8, 80, 240, 800 Р/год., а через 10 год. – 0,5; 5; 15; 50 Р/год. З часом рівні радіації на місцевості знижуються в 10 разів через кожні 7-кратні відрізки часу. Наприклад, через 7 год. після вибуху потужність дози зменшується у 10 разів, через 49 год.– у 100, через 343 год.– у 1000 разів і т. ін.

д). Електромагнітний імпульс.

Ядерні вибухи в атмосфері й більш високих шарах призводять до виникнення потужних електромагнітних полів з довжиною хвиль від 1 до 1000 м і більше. Ці поля через короткочасне існування називають електромагнітним імпульсом (ЕМІ).

ЕМІ виникає при ядерному вибуху у воєнний час, у мирний час – при випробуванні ядерної зброї або ядерних аваріях і катастрофах в атмосфері й космосі.

Основною причиною виникнення ЕМІ тривалістю менше 1 с вва­жають взаємодію гамма-променів і нейтронів ядерного вибуху з ато­мами газів повітря, внаслідок чого з них вибиваються електрони (ефект Комнтона) і хаотично розлітаються в середовищі позитивно заряджених атомів газів. Важливе значення має також виникнення асиметрії в розподілі просторових електричних зарядів, пов'язаних з особливостями поширення гамма-променів і утворення електронів.

Гамма-промені, які випускаються із зони вибуху в напрямі по­верхні землі, поглинаються в більш щільних шарах атмосфери, виби­ваючи з атомів ^повітря швидкі електрони, які летять у напрямку гамма-променів зі швидкістю світла, а позитивні іони (залишки атомів) залишаються на місці. У результаті поділу і переміщення позитивних і негативних зарядів у цій області й у зоні вибуху, а також при взаємодії зарядів з геомагнітним полем Землі утворю­ються елементарні й результуючі електричні та магнітні поля ЕМІ, які досягають поверхні землі в зоні радіусом кількох сотень кіло­метрів. Виникають сильні поперечні токи і утворюється подібність великої "плоскої антени", яка випромінює потужний ЕМІ з часом наростання порядка 10 не і тривалістю більше 230 не; зі смугою частот від 10 кГц до 100 Мгц. Залежно від висоти ядерного вибуху за інших однакових умов змінюються характер, інтенсивність ЕМІ і дальність його поширення.

Уражаюча дія ЕМІ обумовлена виникненням напруги і струмів у провідниках різної довжини, розміщених у повітрі, землі.

ЕМІ захвачують спектр частот від десятків до кількох сотень мега­герц, тобто діапазон, в якому працюють установки електропостачан­ня, зв'язку і радіолокації.

Напруженість електромагнітного поля, створюваного ЕМІ, досягає 50 000 В/м, тоді як у радіолокації вона не перевищує 200 В/м, а у зв'язку – 10 В/м.

Будівництво і експлуатація атомних електростанцій показали можливість ефективного використання атомної енергії в мирних цілях, але у разі аварій, викликаних різними причинами, може бути радіоактивне забруднення території небезпечніше, ніж після вибуху ядерного боєприпасу. В активній зоні ядерних реакторів знаходиться велика кількість радіоактивних речовин, але більшість реактор не виділяє їх у навколишнє середовище в небезпечній кількості. Але у воєнний час при застосуванні звичайної зброї або у мирний чи внаслідок аварії може виникнути втрата теплоносія першого контуру охолодження реактора, повна розгерметизація палива, плавлення активної зони реактора і навіть часткове випаровування продукті ядерного поділу з руйнуванням або без руйнування реактора. У та кому випадку навколишнє середовище буде забруднене продуктам поділу урану.

У результаті аварії на ЧАЕС радіонукліди поширилися в Україні на території 3,5 млн га сільськогосподарських угідь, забруднено 1,167 млн га лісів, 1687 населених пунктів,

Після аварії на АЕС в атмосферу було викинуто майже 450 різних радіонуклідів, багато з яких короткоживучі – ніобій-95, йод-131, стронцій-89 та ін.

Значну частину становив радіоактивний йод-131 з періодом на­піврозпаду 8,04 доби. Цей радіоізотоп на 50–70 % створив радіоак­тивність. Після цього з розпадом основної кількості короткоживучих радіонуклідів залишилися довгоживучі – стронцій-90, цезій-137, церій-144, рутеній-106, а також трансуранові – плутоній-238, 239 і 240, нептуній, америцій, уран, торій та радіоактивні гази: ксерон-133, криптон-85 (табл. 1).

Таблиця 1. Активність радіонуклідів у четвертому енергоблоці ЧАЕС на момент аварії, Кі

Радіонуклід	Період напіврозпаду	Активність радіонукліда
Нептуній	2,35 доби	7,2×10^8
Йод	8,04 доби	8,6×10^7
Стронцій	50,5 доби	6,3×10^7
Ніобій-95	35,15 доби	1,3×10^8
Стронцій-90	29,12 року	6×10^6
Цезій-137	30 років	8×10^6
Плутоній-238	87,74 року	2,6×10^4
Плутоній-239	24 065 років	2,3×10^4
Плутоній-240	6 537 років	3,3×10^4

30 травня 1986 р. вся територія радіоактивного забруднення (3 мР/год і більше) була умовно поділена на три зони:

1) відчуження – територія обмежена ізолінією з рівнем радіації понад 20 мР/год і річною дозою більше 40 бер;

2) тимчасового відселення – від 5 до 20 мР/год і річною дозою 10–40 бер;

3) жорсткого контролю – від 3 до 5 мР/год і річною дозою 5–10 бер.

Рівні радіації на зовнішніх і внутрішніх межах зон знизилися за рік після аварії в 10 разів. Зі зниженням небезпеки зовнішнього опромінення переважного значення в загальній уражаючій дозі на­було внутрішнє опромінення цезієм-137, стронціем-90, ізотопами плу­тонію.

У 1991 р. прийнятий Закон України "Про правовий режим тери­торії, що дістала радіоактивне забруднення внаслідок Чорнобиль­ської катастрофи", який визначає рівні забруднення місцевості та вид екологічної зони.

Згідно зі статтею 1 Закону забрудненою вважається територія, проживання на якій може призвести до опромінення населення по­над 0,1 бер за рік (перевищує природний доаварійний фон).

За статтею 2 забруднена територія поділяється на такі зони.

1. Зона відчуження – 30-кілометрова зона (40–80 Кі/км²), з якої була проведена евакуація у 1986 р.

Зона відчуження потенційно небезпечна – є місця, де припадає 1000 Кі на км².

2. Зона безумовного (обов'язкового) відселення – територія, що зазнала інтенсивного забруднення довгоживучими ізотопами: цезієм від 15,0 Кі/км², стронцієм від 3,0 Кі/км², плутонієм від 0,1 Кі/км². Це територія, де людина може дістати додаткову дозу опромінення понад 0,5 бер на рік.

3. Зона гарантованого добровільного відселення – це територія за щільністю забруднення ґрунту ізотопами: цезієм від 5,0 до 15 Кі/км², стронцієм від 0,15 до 3 Кі/км², плутонієм від 0,01 до 0,1 Кі/км², на цій території людина може отримати додаткову дозу опроміне: понад 0,1 бер за рік.

4. Зона посиленого радіоекологічного контролю з щільністю бруднення ізотопами: цезієм від 1,0 до 5,0 Кі/км², стронцієм від 0,02 до 0,15 Кі/км², плутонієм від 0,0005 до 0,01 Кі/км². На цій території людина може отримати додаткову дозу опромінення 0,1 бер за рік.

За 10 років після аварії значно знизилась радіоактивність аеро­золів повітря. Так, бета-активність повітря в м. Чорнобиль знизилась на 6–8 порядків і в 1995 р, становила 105–104 Бк/м³.

Характер фізико-хімічного стану радіоактивних речовин обумо­вило те, що під час аварії горів графіт і дуже сильно підвищувалася температура. За таких умов утворилися оксиди і карбаміди деяких рідкісних металів. Ці радіоактивні частинки погано змиваються водою з поверхні рослин, будівель, техніки, ґрунту, рослини їх не за­своюють, вони легко переносяться вітром, водою і поширюють тери­торію забруднення. Забруднення такого типу раніше не було.

Великі ядерні країни з 1945 по 1963 р. провели 498 ядерних вибухів в атмосфері. У результаті цього в атмосферу викинуто 19,3 млн Кі радіоактивного стронцію і 33,7 млн Кі радіоактивного цезію, тобто загальна сума за всі роки становила 53 млн Кі, а після аварії на ЧАЕС сумарне викидання (без урану, плутонію і радіоак­тивних газів) радіонуклідів дорівнювало 500 млн Кі.

За оцінкою академіка А. Сахарова, сумарна довготривала дія радіа­ції від зруйнованого реактора адекватна вибуху десятимегатонної бомби або 500 двадцятикілотонних атомних бомб.

Дата добавления: 2014-12-23